面向激光相干合束的亚波长偏振衍射光栅的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61505062
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0508.应用光学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Coherent laser beam combining has attracted a considerable amount of attention in the development of next-generation laser technologies. Coherent beam combining circumvents physical constraints imposed on traditional laser systems and coherently combines the output from multiple gain elements to obtain a tremendous increase in laser power and maintains a high beam quality. Increasing the splitting efficiency of beam splitters and realizing equipower and arbitrary number of beam splitting is one of the major issues to be addressed in developing coherent beam combining technologies. This project originally proposes a scheme to utilize polarization diffraction gratings for beam splitting with a theoretical efficiency above 99%. The physical realization of such gratings is based on the fabrication of subwavelength structures. The project is meaningful for the advantages of high splitting efficiency, great splitting uniformity, arbitrary splitting number, polarization control of split beams and relatively simple fabrication process. The project delves into the theory, device and system research of subwavelength polarization diffraction gratings and their application in coherent beam combining. It is promising to greatly increase the combining efficiency and output power of coupled laser resonators, eliminates the impact of random phase errors to the system and boosts the rapid development of large-scale and highly efficient coherent beam combining technologies.
激光相干合束技术是下一代激光技术中的研究热点,能规避传统激光器的物理瓶颈,将许多个增益单元的输出相干合成,极大提升各种类型激光器的输出功率并保持较高的光束质量。提高激光分束器件的分束效率并实现等能量和任意数目的分束是激光相干合束技术发展亟待解决的一个问题。本项目创新性的提出基于偏振衍射光栅实现理论分束效率大于99%的分束方案和基于亚波长栅条结构的工艺路线,具有重要的研究价值。该方案具有分束效率高、分束均匀度高、任意分束数目、子光束偏振态可控和制备工艺较简单的优点。本项目从理论、器件和系统三个层面对面向激光相干合束的亚波长偏振衍射光栅进行全面和深入的研究,可望较大提升耦合谐振腔相干合束的效率和输出功率,并消除随机相位波动对合束系统的影响,推动大规模和高效率激光合束技术的发展。

结项摘要

提升激光器系统的输出功率不仅可以增加激光器应用的深度和广度,也可以开拓新的激光应用领域。传统激光器系统随着输出功率的增加会遇到热效应、非线性效应和物理损伤等物理瓶颈以至无法继续提高输出功率。激光相干合束技术不着眼于提升单一激光器的物理极限,而是通过耦合谐振腔或者MOPA结构(Master Oscillator Power Amplifier)将一定数目的激光器单元的输出进行相干合成。由于每个合束单元的运行功率在其物理极限以内,所以不会遇到上述瓶颈问题,而所有合束单元的输出之和则带来了合束系统总输出功率的巨大提升。合束单元光束的高相干性又保证了较高的光束质量。当新型谐振腔结构带来的功率提升逐渐接近理论极限时,激光相干合束技术成为了下一代激光器技术的研究热点之一,并有望将各种类型的激光器功率提升到新的量级。.本项目研究在理论上突破了激光耦合谐振腔的分束/合束器件的效率瓶颈。研究团队从多自由度偏振衍射光栅和几何相衍射光栅的两个不同方向实现了高效率分束/合束器件的理论创新。基于全局优化算法,完成了包含三个自由度的矢量偏振分束衍射光栅的理论设计,相较于传统相位分束光栅,该偏振光栅较大提高分束效率,并可独立控制每一束分束光的偏振态;基于模拟退火算法、严格耦合波理论和几何相原理,完成了一种新型高效率几何相分束衍射光栅的设计,通过二元的亚波长结构实现了多阶相位光栅的分束效率和均匀度。.在器件上完成了高效率高损伤阈值和较低成本的分束光栅的制备和测试。研究团队使用基于洛埃镜的深紫外干涉光刻的工艺,在硅片上制备了亚波长几何相分束衍射光栅,该工艺较EBL和光控取向液晶成本更低且激光损伤阈值更高,可应用于高功率激光合束,实测分束效率高达86%,较达曼光栅提高了15%。.本项目的研究在基于亚波长结构的偏振衍射光栅的高效率分束研究方向取得了创新性的研究成果,对更高效更大规模的激光相干合束技术以及激光并行加工的发展起到推动作用。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Vectorial optical fields: recent advances and future prospects
矢量光场:最新进展和未来前景
  • DOI:
    10.1016/j.scib.2017.12.014
  • 发表时间:
    2018-01-15
  • 期刊:
    SCIENCE BULLETIN
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Chen, Jian;Wan, Chenhao;Zhan, Qiwen
  • 通讯作者:
    Zhan, Qiwen
Compact and high-resolution optical orbital angular momentum sorter
紧凑型高分辨率光学轨道角动量分类器
  • DOI:
    10.1063/1.4974824
  • 发表时间:
    2017-03-01
  • 期刊:
    APL PHOTONICS
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Wan, Chenhao;Chen, Jian;Zhan, Qiwen
  • 通讯作者:
    Zhan, Qiwen
High efficiency geometric-phase polarization fan-out grating on silicon
硅上高效几何相位偏振扇出光栅
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Chenhao Wan;David Lombardo;Andrew Sarangan;Qiwen Zhan
  • 通讯作者:
    Qiwen Zhan

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

万辰皓的其他基金

时空耦合激光谐振腔的研究
  • 批准号:
    62375099
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于相干合束的全矢量激光谐振腔的研究
  • 批准号:
    61875245
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码